种子大小和干旱胁迫对文冠果幼苗生长的影响

【目的】研究种子大小和干旱胁迫对文冠果种子发芽率和幼苗生长的影响,为文冠果育苗和人工林培育提供理论依据。【方法】以文冠果大种子(单粒种子质量1.0g)、中等种子(单粒种子质量0.6~1.0g)、小种子(单粒种子质量0.6g)为研究对象,采用室内完全随机试验方法,以聚乙二醇(PEG)-6000溶液模拟干旱胁迫对各水势条件下(对照,-0.2,-0.6 MPa)不同大小文冠果种子的发芽率及幼苗生长状况、生物量积累与分配进行研究。【结果】种子大小和干旱胁迫对文冠果种子发芽率有显著影响,大种子相对于中等种子和小种子,具有更高的发芽率;在-0.2 MPa水分处理下,大种子发芽率为100%,中等种子和小种子发芽率分别为97.92%和94.79%;在-0.6MPa水分处理下,大种子发芽率为95.83%,而小种子发芽率为88.55%。种子大小和水分条件对文冠果幼苗生长量也有显著影响,大种子相对中等种子和小种子幼苗有较大的生长量;随着水势的降低,不同大小种子起源的文冠果幼苗生长量逐渐降低。种子大小和水分条件对文冠果幼苗生物量积累及分配均有显著影响,大种子相对中等种子和小种子幼苗有更大的生物量积累。在不同水分条件下,大种子幼苗将更多的生物量投入到了叶片,而小种子幼苗将更多的生物量投入到根系。【结论】在干旱地区文冠果播种造林中,尽可能选择种粒质量大于1.0g的种子以提高成活率。     

一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法

现有的土壤重金属污染评价方法尚未将土壤和农产品元素含量紧密联系起来,其科学性和可靠性往往受到质疑。本文将农田土壤和农产品中重金属的含量有机地联系在一起,在污染评价中同时考虑了土壤环境质量标准、土壤元素背景值、农产品污染物限量标准和元素价态效应等,提出了适用于土壤重金属复合和单独影响的评价方法。主要步骤包括计算土壤相对影响当量(RIE)、土壤元素测定浓度偏离背景值程度(DDDB)、总体土壤标准偏离背景值程度(DDSB)、农产品品质指数(QIAP),然后在此基础上构建综合质量影响指数(IICQ),它为土壤综合质量影响指数(IICQS)和农产品综合质量指数(IICQAP)之和。同时,文中阐述了评价方法构建的依据和土壤环境质量状态描述与等级划分的建议,将在特定利用条件下的土壤环境质量状况划分为清洁(IICQ≤1)和污染两种状态。在污染中增加了亚污染的描述(土壤和农产品之一超标);而亚污染和污染可根据综合质量指数划分等级,当1IICQ≤2时为轻微污染,2IICQ≤3时为轻度污染,3IICQ≤5时为中度污染,IICQ5时为重度污染。     

珠三角地区稻田土壤和谷粒中邻苯二甲酸酯(PAEs)的分布特征及人体健康暴露风险

选择珠三角地区(东莞、惠州、广州、番禺)4个水稻种植区,采集土壤(30个)和水稻谷粒(37个)样品,通过超声提取进行样品前处理,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)分析9种邻苯二甲酸酯(PAEs)化合物的含量,研究PAEs的污染特征和人体健康暴露风险。结果表明,4个地区稻田土壤中PAEs总含量(∑PAEs)为3.25~8.05 mg·kg-1(平均为5.25 mg·kg-1),水稻谷粒的∑PAEs为1.77~4.13 mg·kg-1(平均为2.93 mg·kg-1),两者均以东莞的平均值最高,分别为(6.26±1.45)mg·kg-1和(3.13±0.71)mg·kg-1。土壤和水稻谷粒中PAEs均以邻苯二甲酸正二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)为主,三者的累计含量占∑PAEs的85%以上。水稻谷粒对PAEs化合物的生物富集系数在0.37~1.27之间,部分DBP、DIBP、DEHP的大于1。大米和谷壳中∑PAEs分别为1.33~3.22 mg·kg-1(平均为2.17 mg·kg-1)和0.81~2.61 mg·kg-1(平均为1.43 mg·kg-1)。若人体食用这些大米,成人和儿童对DBP和DEHP的日均摄入量均小于10μg·kg-1bw·d-1,低于美国环保局推荐的日允许摄入量(DBP:100μg·kg-1bw·d-1,DEHP:20μg·kg-1bw·d-1),健康暴露风险较小。但人体通过食用大米的长期低剂量暴露不容忽视。     

小清河流域抗生素污染分布特征与生态风险评估

利用固相萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)检测小清河流域地表水中4类抗生素的残留水平,分析其分布特征,结合土地利用类型探讨其可能的污染源,并通过计算风险商(RQs)来进行生态风险评估。结果表明:小清河流域地表水有13种抗生素检出,其中大环内酯类抗生素和甲氧苄啶的检出率为100%;20个采样点的大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类和磺胺增效类的质量浓度范围分别是2.18~84.9、nd~1600、nd~845、1.88~3900 ng·L-1。高浓度的大环内酯类和喹诺酮类抗生素主要集中在人口密集区下游,在水产养殖密集的下游区域检测到较高浓度的磺胺类和磺胺增效药甲氧苄啶,表明生活污水和水产养殖废水仍是小清河流域抗生素污染的主要来源。生态风险评估结果显示,13种抗生素中处于高风险等级、中等风险等级、无风险等级的比例分别是38.5%、23.1%、38.5%,表明小清河流域部分水体抗生素污染具有较高的生态风险。     

3种水草腐解对水质的影响

为了探究河蟹生态养殖池塘常见的3种水草腐解对水质的影响,进行了为期60 d的室内桶装模拟试验,监测水草质量损失率和桶内水体水质指标的变化。结果表明:3种水草的腐解速率有相同的特点,即前期较快,中、后期较慢,同时也存在差异性,轮叶黑藻和伊乐藻的腐解速率相近且较快,金鱼藻最慢;试验结束时,轮叶黑藻、伊乐藻和金鱼藻的质量损失率分别达到72.3%±2.1%、71.7%±1.5%和58.3%±0.6%。腐解前期水质因子的变化较大,水体由中性变为酸性;3种水草水体化学需氧量较试验初期升高约4.5倍,水体发黄、发臭;溶解氧被极大地消耗,水体处于缺氧或厌氧环境,促进了反硝化的进行,硝氮迅速降低,而亚硝氮和氨氮迅速升高,其中氨氮约是初始含量的6倍;总氮、总磷升高明显,其中总磷在所有水质因子中变化幅度最大,第3天,轮叶黑藻、伊乐藻和金鱼藻处理组水体总磷分别增加约123、124和66倍。随着腐解的进行,水体的部分氮、磷沉积进入底泥。总而言之,较多的水草残留在池塘中,会引起水体缺氧,加剧植物残体的腐解,导致水质恶化,因此需要适时地通过人工打捞来控制水草残体的生物量。     

中国玉米生产消费的时空格局及供需平衡态势

玉米是近年来中国粮食增长的主力军。本文从系统的角度出发,采用经验模态分解、标准差、生产集中度及空间重心统计等方法,以分省为基本研究单元,全面揭示了1978-2014年中国玉米生产、消费的时空格局,并综合生产和消费的情况,分析了玉米的供需平衡态势。结果表明:1)1978-2014年,中国玉米生产量呈波动上升趋势,并以1984、1993和2003年为节点划分为四个阶段;近30 a来,中国玉米生产趋于集中,生产重心向东北方向移动了174.65 km。2)1980-2014年,中国玉米消费量总体呈现上升趋势;饲用消费是中国玉米消费的主要组成部分,占总消费量的3/5以上,工业消费近年来增长显著,接近总消费量的30%;从空间分布上看,中国饲用玉米消费的区域分布广泛,工业消费相对集中。3)中国玉米生产与消费在空间上具有不均衡性,导致玉米大致呈由北向南、由西向东方向流出。     

渭河平原2 205年旱涝灾害发生规律及演变特征分析

【目的】分析渭河平原旱涝灾害的演变特征及趋势,为区域防灾减灾措施的制定提供依据。【方法】基于旱涝灾害史料,重建渭河平原2 205年(BC193-AD2012年)的旱涝灾害等级序列,通过绘制旱涝灾害等级图谱,统计不同时间段灾害的分布及持续性规律,并利用累积距平法、滑动T检验法结合小波分析法探究旱涝灾害的阶段性和周期性特征。【结果】2 205年内渭河平原共有796年发生了各类洪涝灾害,旱灾发生总频次为480年,高于涝灾的316年,且旱涝交替现象明显,但近200年旱灾的发生频率有所下降,涝灾则呈上升趋势;2 205年中连旱灾害发生总频率高于连涝灾害,但连涝灾害的发生频率在近300年有增强趋势;旱涝灾害序列可划分为2个干旱期和2个洪涝期,且干旱期的最长持续时间为997年,远高于洪涝期的484年;旱涝灾害在全时间尺度上,存在24年、67～76年、92年和178～198年的显著周期。【结论】渭河平原2 205年的历史中,旱涝灾害发生频繁,且旱涝灾害序列具有明显的阶段性和周期性。     

不同氮磷浓度对蛋白核小球藻砷富集和转化的影响

氮(N)、磷(P)是影响蛋白核小球藻生长的重要因素,通过改变培养液中N、P的浓度,可能实现对蛋白核小球藻富集砷(As)进行调控。为探讨N、P浓度对这种微藻吸收As的影响是否与其生长变化有关,采用室内培养实验,首先研究不同N、P浓度对蛋白核小球藻生长的影响;进而选择不影响小球藻生长的N(247、24.7 mg·L-1)、P(6、0.6 mg·L-1)浓度组合,设置0.8、8 mg·L-1的亚砷酸盐(As3+)和砷酸盐(As5+)处理3 d,研究N、P浓度对小球藻As富集和转化的影响。结果表明,当P浓度为6 mg·L-1时,N浓度降低到24.7 mg·L-1不会影响小球藻对As3+和As5+的富集及其胞内As形态的转化;而当N浓度为247 mg·L-1时,P浓度降低到0.6 mg·L-1则会显著增加小球藻对As3+和As5+的吸收和富集,藻细胞内As5+还原、甲基化和外排也显著增强。因此,在不影响小球藻细胞生长的条件下,P对其As富集和转化过程的影响比N更为显著。     

磷素缺乏对好氧污泥颗粒化系统的胁迫影响

为了考查磷素回收方法出水中的磷素残留量对后续生物脱氮系统的影响,选用序批式反应器(SBR),以畜禽养殖沼液为处理对象,探究水质磷素缺乏情况下对好氧颗粒污泥系统运行效果及稳定性的响应情况。结果表明,对于稳态的好氧颗粒污泥系统,在进水磷素缺乏和充足两种情况下MLVSS/MLSS比值分别为94%±4%和92%±2%,表明两个系统均具有较好的生物活性。但是磷缺乏会导致颗粒污泥的微生物聚集稳定性降低,在磷充足情况下Zeta电位为(-7.37±1.23)m V,在磷缺乏情况下Zeta电位为(-10.5±1.27)m V。此外,在进水磷素缺乏和充足两种情况下,系统的氨氮和化学需氧量(COD)的比降解速率分别为(110.03±0.48)、(132.23±0.31)mg NH+4-N·g~(-1)VSS·c~(-1)和(117.64±0.08)、(150.43±0.13)mg COD·g~(-1)VSS·c~(-1),即在磷充足的情况下颗粒化系统具有较好的有机污染物与氮素去除效果。由此可见,好氧颗粒污泥在处理畜禽养殖沼液时,化学除磷方法优化设定应考虑其出水磷素含量对后续生物法稳定性的作用影响,才可保证处理过程中集成工艺对有机质与氮素的处理效率及系统的稳定性。     

基于近红外光谱技术的大米掺伪定量判别

针对现在市场上常见的两种大米掺伪现象,利用近红外光谱技术结合化学计量学方法分别建立了大米中掺入低档米和掺入矿物油的定量分析模型。制配不同掺伪比例的大米样品,采集其近红外光谱,并选用标准正态变量变换、最大最小归一化、平滑和一阶导数4种方法对原始光谱进行预处理,分别结合偏最小二乘法建立PLS定量分析模型。通过对比建模结果选出的最优预处理方法是最大最小归一化,建立的掺低档米模型的校正集和预测集相关系数分别为0.9698和0.9845,均方根误差分别为8.66和6.46;掺矿物油米模型的校正集和预测集相关系数分别为0.9739和0.9888,均方根误差分别为0.106和0.0698。模型的预测精度和稳定性均很好,实现了对两种掺伪大米快速、准确的定量判别,为大米的品质监控提供了一种新的方法思路。